পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দুটি উৎস থেকে নির্গত সমান কম্পাঙ্ক ও বিস্তারের দুটি আলোক তরঙ্গের উপরিপাতনের ফলে কোথাও আলো খুব উজ্জ্বল এবং কোথাও অন্ধকার দেখায়। আলোর এই ঘটনাকে ব্যতিচার বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর নিউটনের কণিকা তত্ত্ব অনুসারে দীপ্ত বস্তু থেকে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণিকা ঝাঁকে ঝাঁকে নির্গত হয়। এই তত্ত্বে আলোর সরলপথে গমন, প্রতিফলন ও প্রতিসরণ ব্যাখ্যা করা যায়। কিন্তু ব্যতিচারে দুটি আলোর উপরিপাতনের ফলে কোথাও আলো বর্ধিত ও কোথাও বিনষ্ট হয়, যা তরঙ্গ ধর্ম। কণিকা তত্ত্বে ব্যতিচার, অপবর্তন ও সমবর্তনের সন্তোষজনক ব্যাখ্যা পাওয়া যায় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ঘটনা-১ ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী টমাস ইয়ং-এর ব্যতিচার প্রদর্শনের পরীক্ষার (ইয়ং-এর দ্বিচিড় পরীক্ষা) সাথে সম্পর্কযুক্ত। ইয়ং 1801 খ্রিস্টাব্দে আলোর ব্যতিচার আবিষ্কার করেন এবং পরে এই ঘটনা প্রদর্শনের জন্য পরীক্ষাটি সম্পাদন করেন।
   এই পরীক্ষায় দুটি উৎস থেকে আসা আলোর উপরিপাতনে উজ্জ্বল ও অন্ধকার ডোরা সৃষ্টি হয়। ব্যতিচার তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য, তাই পরীক্ষাটি প্রমাণ করে যে আলো তরঙ্গ প্রকৃতির। হাইগেনস প্রদত্ত আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব এর ফলে সুদৃঢ় হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ঘটনা-২ হলো আলোক তড়িৎ ক্রিয়া। আলবার্ট আইনস্টাইন 1905 খ্রিস্টাব্দে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রয়োগ করে এর ব্যাখ্যা দেন।
   কোয়ান্টাম তত্ত্ব অনুযায়ী বিকিরণ অসংখ্য ফোটনের প্রবাহ এবং প্রতিটি ফোটনের শক্তি $h\nu$, যেখানে $h$ প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক ও $\nu$ কম্পাঙ্ক। একটি ফোটন ধাতব পরমাণুর ওপর পড়লে স্থিতিস্থাপক সংঘাতে একটি ইলেকট্রন ফোটনের সমুদয় শক্তি গ্রহণ করে। ইলেকট্রনটি নিউক্লিয়াসের সাথে আবদ্ধ থাকায় এই শক্তির একটি অংশ ইলেকট্রনকে আকর্ষণ থেকে মুক্ত করতে ব্যয় হয় এবং অবশিষ্ট শক্তি নিয়ে ইলেকট্রন নির্গত হয়। এভাবে ঘটনা-২ ব্যাখ্যা করা যায়। এই কাজের জন্য আইনস্টাইন 1921 সালে নোবেল পুরস্কার পান।
   ঘটনা-১ আলোর তরঙ্গ প্রকৃতি এবং ঘটনা-২ আলোর কণা বা ফোটন প্রকৃতি প্রমাণ করে। অর্থাৎ আলো কোনো ঘটনায় তরঙ্গের মতো এবং কোনো ঘটনায় ক্ষুদ্র শক্তিগুচ্ছ বা ফোটনের মতো আচরণ করে। তাই শুধু কণিকা তত্ত্ব বা শুধু তরঙ্গ তত্ত্ব দিয়ে আলোর সব ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায় না; দুটি তত্ত্বই আলোর পূর্ণাঙ্গ পরিচয়ের জন্য প্রয়োজন।